JPH11513011A - 光ファイバ製造のヘリウム再循環 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 固結工程において、ヘリウムが、高純度で固結に使用するために直接的に再循環されるか、または延伸またはより低いヘリウム純度を有する他の工程に使用するのに適した低純度で再循環させる光ファイバ製造のためのヘリウム再循環が記載されている。光ファイバ製造工程における複数のヘリウム使用工程からのヘリウムを再循環させる統合工程も記載されている。実質的にヘリウムと費用が節約される。

Description

【発明の詳細な説明】 光ファイバ製造のヘリウム再循環 発明の分野 本発明は、広く、ヘリウムを再循環させる改良方法および装置に関し、より詳 しくは、光ファイバ製造の固結工程におけるヘリウムの利用に関連して使用する 改良ヘリウム再循環、並びに光ファイバ製造に含まれる多くの工程に関連して利 用するヘリウムを再循環させる統合システムおよび方法の両方に関するものであ る。 発明の背景 ヘリウムは、様々な状況で大量に用いられる比較的高価な気体である。そのよ うな状況のうちの１つに、光ファイバの製造がある。ここでは、ヘリウムは、光 ファイバの製造に含まれる多くの工程において一般的に用いられている。いくつ かの要因により、ヘリウムは再循環の候補となっている。ヘリウムは、天然ガス の油井から副生成物として回収される補充不可能な資源である。その結果、ヘリ ウムは高価である。ヘリウムは希ガスであるので、反応せず、したがって、ヘリ ウムを適切に回収し、再利用することができる。 それにもかかわらず、最近まで、ヘリウムは、光ファイバ製造工程の一部とし て再循環されていない。最近の２つの特許、すなわち、米国特許第5,452,583号 および同第5,377,491号は、光ファイバの製造に用いられる延伸ファイバ冷却工 程で冷却ガスとして使用されているヘリウムを再循環させる状況におけるヘリウ ムの再循環に着目している。これらの特許をここに引用する。延伸工程は、典型 的に最も大量にヘリウムを使用する工程であるが、これらの特許のいずれも、光 ファイバの製造における他のヘリウムを用いる工程の潜在的な相互関係、または 固結工程のような他の特定の工程において再循環を実施する方法の望ましいこと または実際的な特性に焦点を当てていない。 発明の概要 その結果、光ファイバの製造におけるヘリウムの再循環へのより統合された手 法を実施する方法および装置、並びに固結工程においてヘリウムを再循環させる 特定の手法を実施する方法および装置を提供する必要性がある。本発明はそのよ うな手法を提供する。 本発明のある形態において、ヘリウムを再循環させる方法は、第１の純度レベ ルのヘリウムを固結炉に供給し；固結炉から使用済みヘリウムを回収し；ヘリウ ム浄化装置に回収した使用済みヘリウムを供給し；ヘリウム浄化装置を用いて回 収した使用済みヘリウムを浄化して、固結工程における再使用に満足した純粋な 再循環ヘリウムの排出流を生成し；純粋な再循環ヘリウムを固結炉に供給して； 固結工程において純粋な再循環ヘリウムを再利用する各工程からなる。 本発明の別の形態において、ヘリウムを再循環させる方法は、複数のヘリウム 使用工程から使用済みヘリウムを採集し；純粋な再循環ヘリウムの排出流と、不 純物の排出流とを生成するヘリウム浄化装置に採集した使用済みヘリウムを制御 可能に送出し；純粋な再循環ヘリウムを貯蔵して；光ファイバの製造に純粋な再 循環ヘリウムを再利用する各工程からなる。 本発明のさらなる形態は、ヘリウムを再循環させる方法は、第１の純度レベル の第１のヘリウム流を第１の光ファイバ製造工程に供給し；第１の工程から不純 物を含む使用済みヘリウムを回収し；回収した使用済みヘリウムを第１の浄化装 置に供給し；第１の浄化装置を用いて不純物を除去し、第２の純度レベルの第２ のヘリウム流を生成し；第２のヘリウム流を第２の光ファイバ製造工程に供給す る各工程からなる。 本発明の他の形態は、以下により詳しく記載するように、光ファイバの製造に おいてヘリウムを再循環させるシステムおよび装置の改良に関するものである。 本発明の様々な他の形態および利点は、以下の図面および詳細な記載を考察す ることにより明らかとなる。 図面の簡単な説明 図１は、本発明によるヘリウム再循環が適切に適用される光ファイバ製造プラ ントにおける主なヘリウム消費工程を説明するブロック図である。 図２は、光ファイバの製造中にヘリウムが用いられる固結工程、延伸工程およ び他の工程の全てからヘリウムを回収する、本発明による統合システムを示して いる。 図３は、光ファイバの製造に用いられる多数のヘリウム使用工程からのヘリウ ムを再循環させる本発明による統合方法を示すフローチャートである。 図４は、光ファイバの製造に用いられる固結工程に適用される本発明によるヘ リウム再循環の詳細を示している。 図５は、光ファイバの製造に用いられる固結工程からのヘリウムを再循環させ る本発明による方法を示すフローチャートである。 発明の詳細な説明 図１は、光ファイバ製造プラント100内の全体の加工工程を示している。プラ ント100において、加工は、多孔性プレフォームまたは煤ブランクが形成される 配置（lay down）工程101から始まる。次に、プレフォームを固結工程102におい て固結させる。次いで、澄んだブランクまたは透明なブランクを延伸炉103中に 導入する。次に、光ファイバをブランクから引っ張るかまたは延伸しながら、延 伸ファイバの冷却104を行う。続いて、品質管理および包装を行う。多量のヘリ ウムが、プラント100のようなプラント内の多くの工程で用いられている。延伸 ファイバの冷却104、延伸炉のパージ103、および固結加工102の全てで、ヘリウ ムの再循環を費用の節約に関して有利にするだけでなく、少ない資源の良好な管 理および使用に関して望ましくするのに十分に多い量でヘリウムを用いている。 図１に概略を示すように、汚染されたまたは使用済みのヘリウムを、多量のヘ リウムを用いるプラント100内の各々の工程から取り出す。図１において、工程1 02−104からヘリウムが回収されているのが示されている。異なる光ファイバ製 造プラントにおいて、追加のヘリウム使用工程を用いてもよく、ヘリウムを同様 にそれらの工程から回収してもよいことが理解されよう。 回収したヘリウムに、回収ライン112，113および114、並びに弁122，123およ び124を通過させる。各々のヘリウム流内の不純物の性質を、望ましくは適切に プログラムされた制御装置またはプロセッサ140とともにセンサ132，133および1 34を用いて検出してもよい。センサは、赤外線（「ＩＲ」）センサであってもよ い。ガスクロマトグラフィを用いてもよい。当業者は、特定の用途および利用で きる資源に依存して、他の適切な検出機構を選択することができる。 各々のヘリウム流は、使用済み気体を適切に処理して、そのような気体流を取 り扱う環境および安全性基準を満たすスクラバー150のシステムに選択的に制御 可能に排出されてもよい。このような排出を、制御装置140または三方弁135，13 6または137のうちの適当な１つを制御する別の制御装置に好ましくは接続されて いるセンサ132−134の出力に基づいて制御してもよい。 排出されない場合には、ヘリウム流は、１つ以上の供給ライン151に供給され 、１つ以上の制御可能な弁153、および１つ以上の圧縮機155を通って、１つ以上 の浄化集成装置を適切に用いたヘリウム浄化プラント160に送られる。現存する 浄化構成要素およびシステムの例としては、固体および流体分離システム、極低 温液体改善システム、化学吸着システム、触媒反応システム、吸着システム、膜 分離システムおよび圧力または熱回転吸着システムが挙げられる。このような構 成要素およびシステムにおける進歩がなされ、当業者が、そのような構成要素を 選択して組み合わせ、再循環すべき所定のヘリウム流の不純物に必要とされる浄 化に適合させられると考えられる。 ヘリウム浄化装置または浄化プラント160は、様々な光ファイバ製造工程の典 型的な副生成物である、窒素、Ｎ₂、酸素、Ｏ₂、フッ素、Ｆ₂、および他のフッ 素含有化合物、塩素、Ｃｌ₂、塩酸および他の塩素化合物、ＨＣｌ、二酸化炭素 、ＣＯ₂等のような不純物を除去する。このような工程のさらなる詳細に関して は、例えば、M.G.BlankenshipおよびC.W.Denkaの「The Outside Deposition Met hod of Fabricating Optical Waveguide Fibers」I.E.E.E．Journal of Quantum Electronics，Vol.QE-18，No.10，1418-1423頁，October 1982、およびKirk-Ot hmer Encyclopedia of Chemical Technology，Vol.10「Fiber Optics」125-247 頁，1980を参照のこと。これらの文献の全てをここに引用する。以下さらに詳細 に論じるように、２つ以上の工程からのヘリウムの再循環の統合により、各々の 工程を別々に扱うよりも著しく優れた利点が得られる。 ヘリウム浄化プラント160から回収した純粋なヘリウムを、センサ161および三 方弁163を通して、再循環において回収されないヘリウムを埋め合わせる、供給 源180からの純粋ヘリウム構成ガスも受け入れる純粋ヘリウム保持タンク161に供 給する。センサ161を制御装置140に接続し、センサ161を用いて浄化したヘリウ ムの 純度を検査する。ヘリウムが工程の必要条件を満たさない場合には、ヘリウムは 拒絶され、三方弁163を用いてスクラバー150に送られる。 純粋なヘリウムは、タンク170から質量流量制御装置（ＭＦＣ）182，183およ び184または他の流動制御装置を通ってプラント100に供給され、加工中のヘリウ ムに関してプラントの進行中の必要を満たす。適切にプログラムされた制御装置 またはプロセッサ140またはプラント中に分布した複数のプロセッサを用いて、 システム中の流量、圧力、弁等をモニタして制御してもよい。あるいは、プラン トの作業者に、手動で調節させてもよい。環境および用途に応じて、追加の弁、 ポンプ、圧力計器、モニタ機器およびタンクを用いてもよい。 図２および３は、本発明によりヘリウムの再循環を行う統合システムおよび方 法のさらなる詳細を示している。図２に示すように、本発明によるシステムは、 固結工程202、延伸炉パージ工程203、延伸ファイバ冷却工程204、およびヘリウ ムを用いた他の種々雑多の工程を用いた光ファイバ製造プラント200を含んでい る。敷設、品質管理等のような他の工程を用いてもよいが、ほとんどまたは全く ヘリウムが一般的にそこには用いられないので図２には示していない。 光ファイバプラント200は好ましくは、第１のヘリウム浄化装置210、ヘリウム 純度センサ211、弁212、ヘリウム貯蔵タンク215、制御のための各々のプロセッ サを備えたまたは制御装置240により制御されたＭＦＣ216-218、制御装置240、 不純物を除去する第２のヘリウム浄化装置または浄化プラント260、不純物セン サ261、三方弁262、純粋なヘリウムを保持する第２のタンク270、制御装置240に より制御されたＭＦＣ276-278、および純粋ヘリウム構成供給源280を備えている 。 本発明による上述した設備の操作を、図３と組み合わせて以下に記載する。図 ３は、工程301において、「ファイブナイン」99.999％のような非常に純粋なヘ リウムまたはあるいは99.995％の純粋なヘリウムの第１の流れがタンク270のよ うなヘリウムの供給源から、光ファイバプラント200内の固結工程202のような、 第１の純度レベルのヘリウムを必要とする光ファイバ製造プラント内の第１の工 程に供給されている方法300を説明している。工程302において、不純物を含むヘ リウムが第１の工程から回収され、第１の浄化装置である浄化装置210に供給さ れる。工程303において、塩素および塩酸のようなほとんどの不純物が除去され 、例えば、 約95％よりも高い第２の純度レベルを有する純粋なヘリウムの第２の流れが生成 される。工程304において、このヘリウムの第２の流れを、センサ211および制御 装置240のようなセンサおよび制御装置を用いて試験して、この流れが延伸炉パ ージ203または延伸ファイバ冷却204のような他の工程に使用するのに適している ことを確認してもよい。工程305において、工程304の試験結果が満足している場 合には、ヘリウムを、必要であれば、弁212、図示していない冷却ユニットまた は熱交換機、図示していない圧縮機、およびタンク215のような構成要素を用い て、採集または貯蔵して冷却する。工程306において、この第２の純度レベルの ヘリウムを、より低い純度レベルのヘリウムを必要とする１つ以上の工程に供給 する。例えば、制御装置240およびＭＦＣ216-218を用いて、タンク215からのヘ リウムの延伸炉パージ工程203、延伸ファイバ冷却工程204または他の種々雑多な ヘリウム使用工程205への供給を制御しても差し支えない。 工程307において、延伸炉パージ203および典型的に固結工程202に使用される よりも多くヘリウムを使用する延伸ファイバ冷却204のような工程に適切なヘリ ウムが供給されるように99.995％以下の純度の構成ヘリウムの流動を制御する。 工程308において、使用済みヘリウムを工程202-205のいずれかのような１つ以上 の工程から採集または回収して、ヘリウム浄化装置または浄化プラント260のよ うな第２のヘリウム浄化装置に送り込む。工程309において、酸素、Ｏ₂、窒素、 Ｎ₂等のような不純物は、99.995％の純度のヘリウムのような第１の純度レベル が達成されるまで、除去またはパージされる。工程310において、工程309からの ヘリウムの純度を試験する。ヘリウムが再利用のために十分に純粋でない場合に は、弁262のような制御可能な弁を用いて排出する。ヘリウムが純粋であると判 定されている場合、工程311において、第１の純度レベルのヘリウムをタンク270 のようなタンク内に採集する。最後に、工程312において、再循環される高純度 のヘリウムを固結工程202のような高純度工程に再利用する。 上述した工程は、99.995％またはときにはファイブナインの純度のような非常 に純粋なヘリウムが固結工程のような工程に必要とされることを考慮したもので ある。固結中に、ヘリウムと、塩素および酸素のような他の気体とを用いて、配 置段階において形成されるガラスプレフォームを乾燥させる。塩素を含む、固結 工程からのヘリウム含有不純物は、固結工程の副生成物である。延伸炉パージお よび延伸ファイバ冷却のような他の工程では、固結と同様の純度レベルのヘリウ ムを必要としない。 本発明の好ましい実施の形態において、浄化装置210のみが、延伸パージおよ び延伸冷却にとって適度に純粋なヘリウムが生成されるほど十分な不純物、例え ば、固結工程の副生成物であるＣｌ₂およびＨＣｌを除去するように機能する。 この浄化は、再循環されるヘリウムの全てを99.995％の純度に浄化するよりかな り安価である。前述したように、固結工程がそのような非常に純粋なヘリウムを 必要とする一方で、主にパージまたは熱交換および冷却に使用する延伸工程では 、たった約95％の純度であるヘリウムしか必要としない。 本発明の別な形態において、光ファイバ製造固結工程と組み合わせてヘリウム を再循環させる方法および装置を提供する。図４は、そのような装置400をブロ ック図で示している。図４に示すように、酸素、窒素、六フッ化硫黄、ＳＦ₆、 塩素およびヘリウムのような固結気体がそれぞれの供給源401、402および403か ら、調節器404、405および406を通って、質量流量制御装置（「ＭＦＣ」）407、 408および409に供給される。１つのブロックで説明されているが、酸素、窒素、 六フッ化硫黄、並びにそのほかの気体の全てを別々の供給源から供給してもよい 。 固結すべきブランクまたはプレフォーム411を固結炉410内に既知の様式で吊り 下げる。固結気体を炉410の頂上412から導入する。過去においては、使用した固 結気体を単に、必要に応じてさらに処理し、次いで大気中に放出するスクラバー 設備に排出していた。炉の頂上の頂上シールはかなりゆるく、やや過剰な圧力の ヘリウムを用いて、外気がシステムに進入したり、塩素のような他の気体がシス テムから排出されないようにしていた。 本発明においては、改良シーリング機構414を用いてヘリウムの損失を減少さ せることが望ましい。排出されたものではなくむしろ使用済みの気体を、回収ラ イン416、センサ417、自動弁418および圧縮機419に通してヘリウム浄化装置420 に引き込む。現在、固結炉410から排出される使用済みガスまたは排ガスの量を 、炉の圧力、排気流量、排気温度または排ガス組成のような測定パラメータに基 づいて弁418により制御することが好ましい。測定パラメータは、センサ417のよ うな適 切なセンサを用いて測定する。以下の議論においては、主にセンサ417を組成セ ンサとして論じるが、圧力、量流および温度のセンサを単体でまたは組み合わせ て用いても差し支えないことが理解されよう。現在、排ガス流量を弁418の制御 ループ入力として炉の圧力に基づいて制御することが好ましい。 また、上述したように、図４に示していない第２の浄化装置を用いて、自動弁 418および圧縮機419の前に、塩素、塩酸およびフッ素化合物を除去して、これら の成分における腐食問題を減少させることが好ましいであろう。 浄化装置420は、塩素、塩酸、酸素、窒素、二酸化ケイ素および他の固結工程 で生じる不純物のような汚染物を除去して、固結工程に再循環させるために99.9 95％のような適度に純粋なヘリウムを生成する。上述したように、センサ421お よび制御装置450のような制御装置を用いて再循環ヘリウムの純度を検出し、十 分に純粋ではない場合には、このヘリウムを制御装置により制御された三方弁42 2を用いて排出させる。 純粋な再循環ヘリウムを純粋再循環ヘリウムタンク430に供給し、このタンク4 30から再循環ヘリウムＭＦＣ440に通して入力412で炉410に導入される固結ガス 流に合流させる。ＭＦＣ409および440は、システム制御装置450により制御され 、ヘリウムの損失および再循環の非効率を反映するように供給源403およびタン ク430からのヘリウムの混合を調節する。スクラバー460を設けて、排気された気 体を処理する。制御装置450はＭＦＣ409および440に接続されるものとして図４ に示されているが、この制御装置は一般的に、センサ417、弁418および弁または ＭＦＣのような他の工程のセンサまたは工程制御機構に接続されている。しかし ながら、説明を簡単にするために、図４にはこれらの接続を示していない。 図５は、光ファイバの製造に用いられる固結工程からヘリウムを再循環させる 、本発明による方法または工程500の詳細を示している。方法500では、工程501 において、ブランク411のようなブランクを炉410のような固結炉内に吊り下げる 。工程503において、純粋なヘリウムを含有する固結ガスを固結炉に供給する。 例として、固結ガスは、供給源401-403により、調節器404-406およびＭＦＣ407- 409を通して固結炉410に供給してもよい。工程504において、現在一般的に行わ れているような使用済みヘリウムをスクラバーに排出するのではなくむしろ、ヘ リウムは、 例として、回収ライン416、センサおよびＭＦＣ417、自動弁418および圧縮機419 を用いて回収する。工程505において、センサ417および制御装置450のようなセ ンサおよびプロセッサを用いて回収したヘリウムを試験してもよい。 工程505における試験の結果に応じて、回収したヘリウムは、自動弁418のよう な弁を用いて、あるいは、作業者により手動で制御された弁を用いて、スクラバ ー460のようなスクラバーに排出してもよい。自動弁418のような弁は、制御装置 450により、または図示されていないそれ自体の内部のプロセッサまたは制御装 置により制御されていてもよい。工程507において、好ましくは試験結果に応じ て、ヘリウムをヘリウム浄化装置420のようなヘリウム浄化装置に供給する。工 程508において、塩素、塩酸、様々な塩素化合物、酸素、窒素、二酸化ケイ素お よび固結工程から生じる同様の気体のような汚染物を除去することにより、供給 源430のようなヘリウム供給源から供給される純粋なヘリウムと同等の純度レベ ルまで、浄化装置の出力でのヘリウムを浄化する。工程509において、好ましく は、工程508からのヘリウムを、センサ421および制御装置450のようなセンサお よび制御装置を用いて純度に関して試験する。適度に純粋ではない場合には、弁 422のような制御可能な弁を用いてスクラバー460のようなスクラバーにヘリウム を排出してもよい。 工程510において、試験した純粋な再循環ヘリウムを、例えば、タンク430のよ うなタンク内に貯蔵する。最後に、工程511において、純粋な再循環ヘリウムを 固結工程で再利用する。例として、純粋な再循環ヘリウムを、純粋再循環ヘリウ ムタンク430からＭＦＣ440に通して供給し、供給源403からの構成ヘリウムと混 合してもよい。好ましくは、制御装置450のような制御装置により再循環される 新鮮なヘリウムの混合を制御して、純粋な再循環ヘリウムを最大限に利用する。 本発明をいくつかの現在好ましい実施の形態に関して開示しているが、センサ 、弁、ＭＦＣ、圧縮機、ヘリウム浄化装置およびタンクの追加または除去のよう な様々な変更も、添付した請求の範囲により定義される本発明の範囲内に包含さ れることが理解されよう。考えられる変更のさらなる特定の例として、延伸ファ イバ冷却に使用されるヘリウムの再循環に関する米国特許第5,452,583号および 同第5,377,491号の教示を本発明の教示と組み合わせてもよいことが理解されよ う。こ のような変更は、特定の用途、関連技術の利点または変更、使用する金額、新し いプラントまたは現存のプラントの改装が計画されているか否か等の要因に依存 して行われることが予測される。以下は、制限するものではなく、本発明の実施 の形態の例である。 光ファイバ製造の固結工程に用いられるヘリウム再循環装置の１つは：純粋な ヘリウムの供給源；供給源からの純粋なヘリウムを固結炉に制御可能に送出する 送出機構；固結炉から使用済みヘリウムを回収する回収機構；回収した使用済み ヘリウムをヘリウム浄化装置に供給する供給装置；固結工程に再利用するのに満 足する再循環浄化ヘリウムの排出流を生成するように作動するヘリウム浄化装置 ；再循環浄化ヘリウムを固結炉に供給する再循環供給装置からなり、ここで、回 収機構がさらに、測定される炉の圧力、使用済みヘリウムの流量、使用済みヘリ ウムの温度または使用済みヘリウムの組成からなる群より選択される制御ループ 入力パラメータを検出するセンサを備えている。装置の回収機構はさらに、制御 ループ入力に基づいて固結炉からの使用済みヘリウムの量を制御する弁を備えて いる。装置の回収機構はさらに、制御ループ入力として固結炉の圧力を検出する センサ、および制御ループ入力に基づいて固結炉から排出される使用済みヘリウ ムの量を制御する制御可能弁を備えている。装置はさらに、再循環される浄化ヘ リウムを純粋なヘリウムの供給源からの純粋なヘリウムと混合するミキサを備え 、さらに再循環浄化ヘリウムおよび純粋なヘリウムの混合を制御する工程制御装 置を備えている。装置はさらに、固結炉の頂上を密閉するシールを備えている。 装置の供給装置はさらに、回収された使用済みヘリウム内の不純物を検出する第 １のセンサを備えている。装置はさらに、再循環浄化ヘリウムの排出流の純度を 検出する第１のセンサを備えている。装置はさらに、回収した使用済みヘリウム 内の不純物のレベルを決定する第１のセンサに接続された工程制御装置を備えて いる。供給装置はさらに、回収した使用済みヘリウムをヘリウム浄化装置または スクラバーのいずれかに供給するように作動する制御可能弁を備え、制御装置が 回収した使用済みヘリウム内の不純物のレベルの決定に基づいて制御可能弁を制 御するように機能する。第１のセンサは、回収された使用済みヘリウム内に検出 された不純物の性質について得られた情報を有する信号を出力する赤外線センサ 、 またはガスクロマトグラフからなっていてもよい。装置はさらに、再循環浄化ヘ リウムの排出流の純度を検出する第２のセンサを備えている。装置はさらに、純 粋なヘリウム、回収された使用済みヘリウムまたは浄化された再循環ヘリウムの 流量を制御する１つ以上の質量流量制御装置を備え、この１つ以上の流量制御装 置は全体の工程制御装置により制御されている。 光ファイバの製造に用いられるヘリウムを再循環させる方法の１つは：複数の ヘリウム使用工程から使用済みヘリウムを採集し；浄化された再循環ヘリウムの 排出流および不純物の排出流を生成するヘリウム浄化装置に採集した使用済みヘ リウムを制御可能に送出し；浄化した再循環ヘリウムを貯蔵し；光ファイバの製 造に浄化した再循環ヘリウムを再利用する各工程と、採集した使用済みヘリウム 内の不純物のレベルを試験する工程を含み、さらに、浄化した再循環ヘリウムを 光ファイバの製造に再利用する前に、純粋なヘリウム供給源からの純粋なヘリウ ムを再循環浄化ヘリウムと制御可能に混合する工程を含み、さらに光ファイバの 製造に再利用される浄化された再循環ヘリウムの流量を制御する工程を含む。 光ファイバの製造に使用されるヘリウムを再循環させる方法の１つは：第１の 純度レベルの第１のヘリウム流を第１の光ファイバ製造工程に供給し；第１の工 程から不純物を含む使用済みヘリウムを回収し；回収した使用済みヘリウムを第 １の浄化装置に供給し；第１の浄化装置を用いて不純物を除去して第２の純度レ ベルの第２のヘリウム流を生成し；第２のヘリウム流を第２の光ファイバ製造工 程に供給する各工程からなり、ここで、第１の光ファイバ製造工程が固結であり 、第１の純度レベルが少なくとも99.995％の純度であり、回収された使用済みヘ リウムが塩素不純物を含有し、浄化装置がこの塩素不純物を効率的に除去するの に使用可能である。この方法はさらに、回収した使用済みヘリウムの不純物を試 験する工程を含む。この方法はさらに、第２のヘリウム流の不純物を試験する工 程を含む。この方法はさらに、第２のヘリウム流を第２の光ファイバ製造工程に 供給する前に第２のヘリウム流を採集して貯蔵する工程を含む。第２の光ファイ バ製造工程は、延伸炉パージまたは延伸ファイバ冷却のいずれであっても差し支 えない。この方法はさらに、構成ヘリウムを第２の光ファイバ製造工程に制御可 能に供給して、確実に、ヘリウムをこの第２の光ファイバ製造工程に適切に供給 す る工程を含む。この方法に関しては、第２の純度レベルは、第１の純度レベルよ り低い。この方法では、第２の純度レベルは少なくとも95％の純度である。この 方法はさらに、光ファイバの製造に使用されるどのヘリウム使用工程からも追加 の使用済みヘリウムを採集し；追加の使用済みヘリウムを第２の浄化装置に供給 し；第２の浄化装置を用いて不純物を除去して、第１の純度レベルの第３のヘリ ウム流を生成する各工程を含む。 光ファイバの製造に使用されるヘリウムを再循環させる装置の１つは：第１の 純度レベルの第１のヘリウム流の供給源；第１のヘリウム流を第１の光ファイバ 製造工程に供給する供給機構；第１の工程からの不純物を含む使用済みヘリウム を回収する回収機構；回収した使用済みヘリウムを第１のヘリウム浄化装置に供 給する第２の供給機構；第２の純度レベルの第２のヘリウム流を生成する第１の ヘリウム浄化装置；第２のヘリウム流を第２の光ファイバ製造工程に供給する第 ３の供給機構を備え、第１の光ファイバ製造工程が固結工程であり、この装置は さらにヘリウムの損失を減少させるシール付きの固結炉を備え、第２の光ファイ バ製造工程が延伸炉パージまたは延伸ファイバ冷却のいずれかであり、第１の純 度レベルが少なくとも99.995％の純度であり、第２の純度レベルが少なくとも95 ％の純度であるが99.995％の純度未満であり、第１の浄化装置が塩素不純物を除 去する塩素浄化装置を備えている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．光ファイバ製造の固結工程に使用されるヘリウムを再循環させる方法であっ て、 第１の純度レベルのヘリウムを固結炉に供給し、 該固結炉から使用済みヘリウムを回収し、 回収した使用済みヘリウムをヘリウム浄化装置に供給し、 該ヘリウム浄化装置を用いて回収した使用済みヘリウムを浄化して、前記固 結工程に再利用するのに満足した再循環させる浄化ヘリウムの排出流を生成し、 再循環される浄化ヘリウムを前記固結炉に供給し、 該再循環される浄化ヘリウムを該固結工程において再利用する各工程からな ることを特徴とする方法。 ２．前記固結炉からの使用済みヘリウムの量を弁により制御する工程を含むこと を特徴とする請求の範囲第１項記載の方法。 ３．前記弁が、測定された炉の圧力、使用済みヘリウムの流量、使用済みヘリウ ムの温度および使用済みヘリウムの組成からなる群より選択される測定パラメー タに基づいて制御されることを特徴とする請求の範囲第２項記載の方法。 ４．前記固結炉から使用済みヘリウムを回収する工程が、 制御ループ入力として固結炉圧力を測定し、 該制御ループ入力に基づいて弁を用いて該固結炉から排出される使用済みヘ リウムの量を制御する各工程からなることを特徴とする請求の範囲第１項記載の 方法。 ５．前記固結炉を密閉して、該炉の頂上でのヘリウムの損失を減少させる工程を 含むことを特徴とする請求の範囲第１項記載の方法。 ６．前記回収した使用済みヘリウムを試験して、前記不純物の性質を決定する工 程を含むことを特徴とする請求の範囲第１項記載の方法。 ７．前記試験工程が、赤外線センサを用いてリアルタイムで試験データを採集す る工程を含むことを特徴とする請求の範囲第６項記載の方法。 ８．前記試験工程が、ガスクロマトグラフを用いて不純物データを採集する工程 を含むことを特徴とする請求の範囲第６項記載の方法。 ９．前記試験工程がプロセッサに接続されたセンサ手段を用いて不純物データを 採集する工程を含むことを特徴とする請求の範囲第６項記載の方法。 10．前記試験工程により、所定の不純物のレベルが所定のレベルを越えたと判断 された場合、前記回収した使用済みヘリウムをスクラバーに排出する工程を含む ことを特徴とする請求の範囲第７項、第８項または第９項記載の方法。 11．前記再循環させる浄化ヘリウムを前記固結炉に供給する前に再循環させる浄 化ヘリウムの排出流の純度を試験し、再循環させる浄化ヘリウムの排出流が、再 利用に適した純度であると判断された場合のみに、該再循環される浄化ヘリウム を前記固結炉に供給する各工程を含むことを特徴とする請求の範囲第１項記載の 方法。 12．前記再循環させる浄化ヘリウムを供給する工程が、工程制御装置により制御 される流量制御装置を用いて、再循環させる浄化ヘリウムの前記固結炉への流量 を制御する工程を含むことを特徴とする請求の範囲第１項記載の方法。 13．前記流量制御装置が、制御ループ入力変数として、前記再循環させる浄化ヘ リウムの温度、圧力、流量および組成からなる群より選択される１つ以上の測定 変数を受容し、該１つ以上の変数に基づいて前記流量を制御することを特徴とす る請求の範囲第12項記載の方法。 14．再循環させる浄化ヘリウムを構成ヘリウムの供給源からの純粋なヘリウムと 混合する工程を含むことを特徴とする請求の範囲第１項、第12項または第13項記 載の方法。 15．再循環させる浄化ヘリウムの流量を制御し、純粋なヘリウムの流量を制御す る各工程を含むことを特徴とする請求の範囲第14項記載の方法。 16．前記制御工程を行って、再循環させる浄化ヘリウムを最大限に使用すること を特徴とする請求の範囲第15項記載の方法。 17．前記回収した使用済みヘリウムをヘリウム浄化装置に供給する工程が、調節 可能弁を調節することにより前記供給を制御する工程を含むことを特徴とする請 求の範囲第１項記載の方法。 18．前記回収した使用済みヘリウムをヘリウム浄化装置に供給する工程が、圧縮 機を使用して、回収した使用済みヘリウムが前記ヘリウム浄化装置に供給される 圧力を制御する工程を含むことを特徴とする請求の範囲第１項記載の方法。 19．調節器および質量流量制御装置を通して、酸素、窒素または六フッ化硫黄を 前記固結炉に供給する工程を含むことを特徴とする請求の範囲第１項記載の方法 。 20．塩素調節器および塩素質量流量制御装置を通して、塩素を前記固結炉に供給 する工程を含むことを特徴とする請求の範囲第１項または第19項記載の方法。 21．前記再循環させる浄化ヘリウムの排出流が少なくとも99.995％の純度である ことを特徴とする請求の範囲第１項記載の方法。 22．光ファイバ製造に用いられるヘリウムを再循環させる方法であって、 複数のヘリウム使用工程から使用済みヘリウムを採集し、 採集した使用済みヘリウムを、再循環させる浄化ヘリウムの排出流および不 純物の排出流を生成するヘリウム浄化装置に制御可能に送出し、 該再循環させる浄化ヘリウムを貯蔵し、 該再循環させる浄化ヘリウムを光ファイバの製造に再利用する各工程からな ることを特徴とする方法。 23．光ファイバ製造に用いられるヘリウムを再循環させる方法であって、 第１の純度レベルの第１のヘリウム流を第１の光ファイバ製造工程に供給し 、 該第１の工程から不純物を含む使用済みヘリウムを回収し、 回収した使用済みヘリウムを第１の浄化装置に供給し、 該第１の浄化装置を用いて不純物を除去して、第２の純度レベルの第２のヘ リウム流を生成し、 該第２のヘリウム流を第２の光ファイバ製造工程に供給する各工程からなる ことを特徴とする方法。 24．光ファイバ製造の固結工程に使用される貴ガスを再循環させる方法であって 、 第１の純度レベルの貴ガスを固結炉に供給し、 該固結から使用済み貴ガスを回収し、 回収した使用済み貴ガスを、該貴ガスを浄化する浄化装置に供給し、 該貴ガス浄化装置を用いて該回収した使用済み貴ガスを浄化して、前記固結 工程に再利用するするのに満足する再循環させる浄化貴ガスの排出流を生成し、 再循環させる浄化貴ガスを前記固結炉に供給し、 前記固結工程において該再循環させる浄化貴ガスを再利用する各工程からな ることを特徴とする方法。 25．前記貴ガスがアルゴンであることを特徴とする請求の範囲第24項記載の方法 。